Come DSP può portare l’audio a nuovi livelli nel 2016

Leggendo l’ultimo romanzo di Michel Houellebecq Submission, sono rimasto colpito da una delle dichiarazioni che ha fatto e da come si riferisce al futuro dell’audio. Il protagonista immaginario del libro, parlando di un autore che ha studiato, afferma: "Il suo capolavoro era un vicolo cieco, ma non è vero per qualsiasi capolavoro?"

L’audio di fascia alta è un capolavoro. L’ingegneria audio tradizionale è stata perfezionata, almeno nel senso che è stata spinta il più lontano possibile. Certo, i nuovi amplificatori e DAC potrebbero suonare leggermente meglio di quelli che abbiamo ora. La risoluzione dei file digitali può essere aumentata a livelli ancora più elevati. I miglioramenti nella produzione di massa aumenteranno leggermente la qualità degli altoparlanti. Tuttavia, l’ingegneria audio digitale analogica e di base tradizionale è praticamente in un vicolo cieco. È probabile che nessun miglioramento nel design dell’amplificatore, del DAC o degli altoparlanti passivi si traduca in un miglioramento significativo della qualità del suono.

La buona notizia è che VEDREMO miglioramenti significativi nella riproduzione audio nel 2016 e nei prossimi anni. Mentre passeggiavo per la sala espositiva e partecipavo a presentazioni all’Audio Engineering Show di New York City in ottobre, era ovvio per me che l’elaborazione del segnale digitale, o DSP, presenta numerose possibilità per un suono migliore in qualsiasi sistema… e per un suono migliore anche da prodotti più piccoli e meno costosi.

Il DSP è ora integrato in molti chip per amplificatori di Classe D ed è anche disponibile in moduli facili da programmare, come quelli di Danville Signal Processing. Poiché aziende audio di fascia alta come Bowers & Wilkins, Dynaudio, MartinLogan e altre hanno iniziato a costruire prodotti attivi, ad esempio altoparlanti wireless, soundbar e subwoofer, hanno utilizzato sempre di più il DSP. Molti audiofili, forse segnati dai ricordi di modalità DSP dal suono terribile in sintoamplificatori AV economici, reagiscono negativamente a qualsiasi menzione di DSP. Il mio sospetto, tuttavia, è che DSP troverà la sua strada da questi prodotti di fascia bassa in prodotti più d’élite e di fascia alta perché i vantaggi di DSP sono troppo potenti per essere ignorati.

Spesso pensiamo ai produttori di fascia alta che trascorrono tutto il tempo necessario per mettere a punto i loro prodotti, ma la realtà è che il tempo di sviluppo è sempre una risorsa limitata per qualsiasi azienda e nessun prodotto è mai perfetto. C’è sempre un momento in cui gli ingegneri devono dire: "Va abbastanza bene". DSP consente agli ingegneri, entro il tempo di sviluppo a loro disposizione, di sperimentare molte più possibilità nell’ottimizzazione del prodotto.

Nella progettazione dell’audio analogico tradizionale, un tecnico perfeziona un prodotto modificando fisicamente una o più parti, come un resistore o un condensatore. Con DSP, il tecnico perfeziona le prestazioni utilizzando un’interfaccia di controllo in esecuzione su un computer. Ho incluso una schermata (sotto) dell’interfaccia EQ parametrica da un DSP QF3DFX di Quickfilter Technologies per darti un’idea. Per qualsiasi filtro, l’ingegnere specifica la frequenza centrale, la Q (larghezza di banda), la quantità di enfasi o taglio e il tipo di filtro (passa-alto, passa-banda, passa-basso, ecc.). Qualsiasi modifica richiede solo pochi secondi. L’ingegnere ha tempo per sperimentare di più e per modificare un prodotto a un livello di prestazioni superiore a quello che potrebbe essere ottenuto nel dominio analogico.

DSP consente anche un livello di precisione che i circuiti analogici non possono raggiungere in modo conveniente e pratico. Utilizzando DSP, un tecnico può sintonizzare i filtri crossover degli altoparlanti entro frazioni di decibel; con i circuiti analogici, i crossover sono in genere progettati con incrementi di 6 dB, quindi l’ingegnere è limitato, ad esempio, a un roll-off ad alta frequenza di -12 dB su un woofer dove un roll-off di -14,5 dB è ciò che è effettivamente migliore.

Le frequenze del filtro possono essere specificate fino a frazioni di hertz con DSP. Con l’analogico, tale precisione è praticamente impossibile perché i condensatori e gli induttori utilizzati nei circuiti analogici sono generalmente prodotti con tolleranze del 5 o 10 percento. Su, ad esempio, un filtro passa-alto per un driver di gamma media in un altoparlante, anche una tolleranza del cinque percento in un condensatore risulterebbe in un intervallo di errore compreso tra -25 e +30 Hz circa.

Si noti che l’interfaccia QF3DFX offre 10 bande di filtro per canale. Ciò consente all’ingegnere di eliminare le risonanze di altoparlanti e cabinet e i difetti di risposta minori senza aumentare il costo delle parti o la complessità del circuito. Farlo con i filtri analogici richiederebbe più tempo, aumenterebbe considerevolmente il costo delle parti e potrebbe influire sulla qualità del suono.

Questo sta solo graffiando la superficie del potenziale del DSP perché non sto nemmeno entrando nelle altre capacità del QF3DFX. E i grandi chip DSP di aziende come Analog Devices e Texas Instruments possono fare molto di più del QF3DFX relativamente a basso costo.

Naturalmente, gli audiofili potrebbero essere preoccupati che il DSP richieda la conversione dei segnali analogici in digitale, ma gli effetti estremamente sottili della conversione di un segnale analogico in digitale e viceversa sono diversi ordini di grandezza meno significativi dei miglioramenti nelle prestazioni offerti dal DSP.

In conclusione: gli altoparlanti funzionano meglio con DSP.

Un accenno di ciò che DSP può fare è stato visibile allo spettacolo AES, dove lo stand Barefoot Audio ha attirato alcune delle folle più grandi. Non solo l’azienda utilizza il DSP per sintonizzare i suoi monitor di registrazione (mostrati sopra) quasi alla perfezione e per ottenere una resa dei bassi molto maggiore di quanto suggerirebbero i loro piccoli cabinet, ma utilizza anche il DSP per creare il suo MEME (Multi-Emphasis Monitor Emulation) tecnologia. Con la semplice rotazione di un interruttore, MEME consente ai monitor Barefoot di imitare il suono del leggendario (e non più prodotto) monitor Yamaha NS-10M, i classici monitor di registrazione a forma di cubo Auratone e un tipico sistema hi-fi di consumo.

Gli audiofili potrebbero non volere un interruttore sui loro altoparlanti per emulare suoni diversi, ma potrebbero volerne uno che metta a punto l’altoparlante per diversi ambienti acustici … o fornisca un controllo del bilanciamento tonale delicato e non invasivo. Lo spettacolo AES ha dimostrato che DSP sta diventando più potente ma più facile da usare. Sarà emozionante ascoltare ciò che i designer di prodotti audio realizzeranno con esso nel 2016.